低塔斜拉橋合理抗震體系及耗能減震措施研究

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1、學(xué)校代號10532學(xué)號B07011018分類號密級博士學(xué)位論文低塔斜拉橋合理抗震體系及耗能減震措施研究學(xué)位申請人姓名王雷培養(yǎng)單位湖南大學(xué)土木工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱陳政清教授學(xué)科專業(yè)橋梁與隧道工程研究方向大跨橋梁抗風(fēng)與抗震論文提交日期2015年8月28日-1-低塔斜拉橋合理抗震體系及耗能減震措施研究學(xué)校代號：10532學(xué)號：B07011018密級：湖南大學(xué)博士學(xué)位論文低塔斜拉橋合理抗震體系及耗能減震措施研究學(xué)位申請人姓名王雷導(dǎo)師姓名及職稱陳政清教授培養(yǎng)單位土木工程學(xué)院專業(yè)名稱橋梁與隧道工程論文提交日期2015年8月28日論文答辯日期2

2、015年11月26日答辯委員會主席劉光棟教授-2-低塔斜拉橋合理抗震體系及耗能減震措施研究Studyonthereasonableseismicsystemandenergydissipationmeasuresoflowpyloncable-stayedbridgebyWANGleiAdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringinBridgeandTunnelEngineeringinthe

3、GraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCHENZhengqingAugust,2015-2-湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈凌的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加（＾｜標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均己在文中Ｗ明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：方年月＾日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書

4、、本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分巧容編＾、入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可＾？采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１、□保密，在年解密后適用本授權(quán)書。２、不保密ｓ／■＂＂上相應(yīng)方框內(nèi)打Ｖ（請在）作者簽名：日期；如１廣年。月＾日導(dǎo)師簽名：曰期；年月衣曰＾＾＜（＾博士學(xué)位論文摘要大跨徑橋梁作為交通樞紐和生命線工程，一

5、旦在地震中遭到破壞，可能導(dǎo)致的生命財產(chǎn)以及間接經(jīng)濟損失將會非常巨大。因此，大跨徑橋梁選擇合理的抗震體系，并進行正確的抗震分析，對確保大橋抗震安全具有非常重要的意義。本文結(jié)合目前斜拉橋抗震性能研究的現(xiàn)狀，以一低塔斜拉橋——榕江大橋為工程背景，進行了如下研究工作：1、介紹了地震動輸入的基本理論，總結(jié)概括了人工地震波的比例幅值法、傅立葉幅值調(diào)整法、時域疊加法。時域疊加法保留了實際加速度記錄的全部相位特性和時變頻譜特性，對原始地震動修改最小，在大多數(shù)情況下，可保留輸入記錄的非平穩(wěn)特性和保持原始地震動的自然積分關(guān)系，是一種比較精確的方法。2、

6、提出了擬合反應(yīng)譜的基于時域疊加的窄帶時程反演構(gòu)造法。該法在頻域內(nèi)通過單自由度體系的穩(wěn)態(tài)反應(yīng)推導(dǎo)出窄帶時程與反演輸入時程之間的關(guān)系式，擬合后的人工波反應(yīng)譜與目標反應(yīng)譜非常吻合，擬合精度較高。以榕江大橋為工程背景，利用這一新方法對5條天然地震波記錄進行疊加擬合調(diào)整，使它們具有相同的目標反應(yīng)譜，并進行了非線性時程分析。本方法可供同類橋梁抗震設(shè)計參考。3、在研究鋼阻尼器耗能減震機理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了橋梁用鋼阻尼滑板支座，探討其在常規(guī)橋梁上耗能減震的可行性；提出并探討了鋼阻尼器與速度鎖定器串聯(lián)的方案應(yīng)用于斜拉橋上耗能減震的可行性。研究結(jié)果表明，

7、鋼阻尼器在常規(guī)橋梁和斜拉橋上均具有良好的耗能減震作用，是可行的。4、針對榕江大橋主跨380m低塔混合梁斜拉橋方案，提出了提高斜拉索體系豎向剛度及減小主梁軸壓力的準輻射形斜拉索布置方式，把斜拉索集中錨固在塔頂。整體鋼錨室集中錨固方式具有獨創(chuàng)性，而且該措施能延長結(jié)構(gòu)縱飄振動周期，減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力地震響應(yīng)。5、以榕江大橋為工程背景，對比研究了塔梁墩固結(jié)體系（RS體系）和半飄浮體系（FS體系）的動力特性及地震反應(yīng)，分析結(jié)果表明半飄浮體系的抗震性能比固結(jié)體系優(yōu)越、合理。并在此基礎(chǔ)上從斜拉橋減震的機理出發(fā)，提出了榕江大橋的縱橫向減震方案，通過參數(shù)敏

8、感性分析，確定了縱向粘滯阻尼器、鋼阻尼器以及橫向鋼阻尼器的合理參數(shù)。6、對榕江大橋進行縮尺比1:20的全橋模型振動臺模型試驗。試驗結(jié)果表明，本文提出的順橋向采用粘滯阻尼器、橫橋向采用鋼阻尼器的耗能減震體系能有效地減小關(guān)鍵點的位移及關(guān)鍵